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J-GLOBAL ID：202102246862468022   整理番号：21A2358869

キュウリ実生におけるメラトニン誘導耐寒性の下流シグナルとしての一酸化窒素機能【JST・京大機械翻訳】

Nitric Oxide Functions as a Downstream Signal for Melatonin-Induced Cold Tolerance in Cucumber Seedlings

著者 (7件)： Feng Yiqing (State Key Laboratory of Crop Biology, Key Laboratory of Crop Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops in Huanghuai Region, College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an, China) ,  Fu Xin (State Key Laboratory of Crop Biology, Key Laboratory of Crop Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops in Huanghuai Region, College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an, China) ,  Han Lujie (State Key Laboratory of Crop Biology, Key Laboratory of Crop Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops in Huanghuai Region, College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an, China) ,  Xu Chenxiao (State Key Laboratory of Crop Biology, Key Laboratory of Crop Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops in Huanghuai Region, College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an, China) ,  Liu Chaoyue (State Key Laboratory of Crop Biology, Key Laboratory of Crop Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops in Huanghuai Region, College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an, China) ,  Bi Huangai (State Key Laboratory of Crop Biology, Key Laboratory of Crop Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops in Huanghuai Region, College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an, China) ,  Ai Xizhen (State Key Laboratory of Crop Biology, Key Laboratory of Crop Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops in Huanghuai Region, College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Tai’an, China)
資料名： Frontiers in Plant Science (Web)  (Frontiers in Plant Science (Web))
巻： 12  ページ： 686545  発行年： 2021年 
JST資料番号： U7094A  ISSN： 1664-462X  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： メラトニン(MT)と一酸化窒素(NO)は,非生物的ストレスに対する植物の応答に関与する2つの多機能シグナル伝達分子である。しかし,植物に影響する寒冷ストレスに応答するMTとNOの相乗作用はまだ明らかではない。本研究では,寒冷ストレス下での内因性MT蓄積がキュウリ苗の異なる品種における耐寒性と正に相関していることを見出した。ここで示したデータは,内因性NOが寒冷ストレスに対する応答に関与する証拠も提供する。約100μM MTは,キュウリ苗における硝酸レダクターゼ(NR)活性,NR-相対メッセンジャーRNA(mRNA)発現,および内因性NO蓄積を有意に増加させた。しかし,75μMのニトロプルシドナトリウム(SNP,NOドナー)は,トリプトファンデカルボキシラーゼ(TDC),トリプタミン-5-ヒドロキシラーゼ(T5H),セロトニン-N-アセチルトランスフェラーゼ(SNAT),またはアセチルセロトニンO-メチルトランスフェラーゼ(ASMT)の相対的mRNA発現,MT合成と内因性MTレベルの主要遺伝子に有意な影響を示さなかった。H_2O処理と比較して,MTとSNPは,抗酸化系を活性化し,その結果,キュウリ苗における低温損傷を軽減することによって,電解質漏出(EL),マロンジアルデヒド(MDA),および活性酸素種(ROS)蓄積を減少させた。MTとSNPも光合成炭素同化を増強し,これは主にCalvin-Bensonサイクルにおける主要酵素の活性とmRNA発現の増加に起因した。同時に,PsbA(D1)蛋白質修復経路とフェレドキシン仲介NADP+光還元を刺激することにより,キュウリ苗における光化学系II(PSII)と光化学系I(PSI)の両方に対するMTとSNP誘導光防御が,それぞれ,PsbA(D1)蛋白質修復経路とフェレドキシン媒介NADP+光還元を刺激する。さらに,外因性MTおよびSNPは,CBF発現誘導因子(ICE1),C-反復結合因子(CBF1)および寒冷応答(COR47)のような寒冷応答遺伝子の発現を著しくアップレギュレートした。MT誘導耐寒性は2-(4-カルボキシフェニル)-4,4,5,5-テトラメチルイミダゾリン-1-オキシル-3-オキシド(cPTIO,NOの特異的スカベンジャー)により抑制された。しかし,p-クロロフェニルアラニン(p-CPA,MT合成阻害剤)はNO誘導耐寒性に影響しなかった。したがって,新しい結果は,NOが寒冷ストレスに対するMT誘導植物耐性における下流シグナルとして作用することを示唆する。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： mRNA ,  遺伝子 ,  *キュウリ ,  相乗作用 ,  炭酸同化 ,  フェレドキシン ,  *一酸化窒素 ,  寒冷ストレス ,  *実生 ,  ニトロプルシドナトリウム ,  スカベンジャー ,  細胞情報伝達 ,  光化学系II ,  脂肪酸 ,  窒素複素環化合物 ,  カルボアミド ,  フェノールエーテル ,  芳香族縮合化合物
準シソーラス用語： 非生物的ストレス , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (7件)： メラトニン ,  一酸化窒素 ,  抗酸化システム ,  CO_2同化 ,  光保護 ,  寒冷ストレス ,  信号経路

分類 (2件)： 植物生理学一般  (EH02010Y) ,  植物の生化学  (EH01050J)

物質索引 (1件)： メラトニン

引用文献 (79件)：

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• Ahanger M. A., Aziz U., Alsahli A. A., Alyemeni M. N., Ahmad P. (2020). Influence of exogenous salicylic acid and nitric oxide on growth, photosynthesis, and ascorbate-glutathione cycle in salt stressed vigna angularis. Biomolecules10:42. doi: 10.3390/biom10010042
• Al-Huqail A. A., Khan M. N., Ali H. M., Siddiqui M. H., Al-Huqail A. A., AlZuaibr F. M., et al. (2020). Exogenous melatonin mitigates boron toxicity in wheat. Cotoxicol. Environ. Saf. 201:110822. doi: 10.1016/j.ecoenv.2020.110822
• Arnao M. B. (2014). Phytomelatonin: discovery, content, and role in plants. Adv. Bot. 2014:e815769. doi: 10.1155/2014/815769
• Arnao M. B., Hernandez-Ruiz J. (2015). Functions of melatonin in plants: a review. J. Pineal Res. 59, 133-150. doi: 10.1111/jpi.12253

タイトルに関連する用語 (8件)： キュウリ ,  実生 ,  メラトニン ,  誘導 ,  耐寒性 ,  下流 ,  シグナル ,  一酸化窒素